instrumentación y control

1. (Computer Integrated
Manufacturing)

2. La Manufactura Integrada por
Computadora (CIM) es un método de
manufactura en el cual el proceso
entero de producción es controlado por
una computadora.
Típicamente, depende de procesos de
control de lazo cerrado, basados en
entradas en tiempo real desde
sensores.

3. Estos sensores son de interés para
la materia de instrumentación y
control, por lo cual llevaremos a
cabo el su análisis, enfocándonos
en las funciones de cada sensor
que interviene en el proceso.

4. CIM está especialmente diseñada para
los estudiantes de ingeniería. Permite
el estudio de la teoría y el trabajo
práctico con el sistema para obtener
conocimientos profundos sobre CIM,
que se aplican también a las siguientes
áreas didácticas: Automatización,
Neumática, Mecatrónica, Electrónica,
Control de procesos.

5. El CIM se encuentra integrado por 5
secciones principales.

6. 1. 1. CIM CONTROL STATION
2. ST-2000 AUTOMATED STORAGE
AS/AR STATION
3. FMS-2101 FMS STATION
4. FMS-2200 FMS STATION
5. VI-2000 VISION STATION

8. Antes de poner en funcionamiento la unidad
CIM, es importante asegurarnos que cada
uno de los elementos de ella se encuentra
listo para trabajar.

9. 1. Compruebe que la alimentación
principal a la C.I.M está encendida.
2. Comprobar que los interruptores de
circuito en la caja de fusibles C.I.M
están encendidos.
3. Comprobar que el aire comprimido
disponible.
4. Quitar todas las paletas de los
vagones .

10. 5. Retirar todas las paletas desde la
torre de almacenamiento .
7. Retire la tapa del objetivo de la
Robot Vision.
8. Comprobar que no hay cilindros en
la rampa de carga .
9. Comprobar que no hay paletas en la
zona de carga .

12. Esta sección tiene el funcionamieto
para hacer que las estaciones operen
bajo el control de un software
conocido como VuRun.

13. Desde aquí es posible controlar cada uno
de los procesos realizados en el resto de
estaciones y manipular así el proceso de
manufactura.

14. Empleando este software es posible crear
pantallas de control para realizar
operaciones específicas en el CIM.
Esta estación de control no se encuentran
sensores que intervengan en la operación,
sin embargo es importante considerarla,
ya que desde ella es posible controlarlos.

16. Sirve para almacenar las piezas en proceso,
productos terminados y materia prima. La estación
cuenta con los siguientes dispositivos principales.
 Una instalación de almacenamiento con 32
celdas. (Un sensor detecta que celdas están
ocupadas y transmite la información a la
estación de control).

17.  Los pallets dentro de la instalación de
almacenamiento pueden ser movidos de celdas
mediante un manipulador de almacenaje.
 Un robot eléctrico es utilizado para cargar y
descargar el pallet, desde y hacia el vagón
estacionándolo en el puerto de la estación

19. Esta estación está habilitada para procesar
los materiales previamente almacenados en
la estación anterior de requerirse así.
Cuenta con:
Un brazo robot: Que sirve para la carga y
descarga de material.

20. Un torno CNC: Utilizado para maquinar
piezas mediante control numérico en una
computadora.

22. Al igual que la estación anterior, esta es
utilizada para maquinar piezas, sin embargo
al contar con máquinas-herramientas
diferentes, las posibilidades de crear piezas
diferentes aumentan. Los elementos de
esta son:
Fresadora CNC: Empleada para maquinar
piezas mediante control numérico con
gran precisión.

23. Brazo robótico: Empleado para carga y
descarga de material.

24. El brazo robótico es controlado por una
consola, que a su vez puede manipularse
directamente con su control, o mediante
ordenador empleando software específico.

27. En esta estación se lleva acabo un control de
calidad de las piezas manufacturadas, y al mismo
tiempo permite su ensamblaje.
Consta de:
 Cámara visualizadora: Utilizada para la
visualización de las piezas finalizadas, lo cual
permite determinar si estas son adecuadas o no.

28. Brazo robótico: Empleado para cargar
material del vagón en el puerto, mover
material entre el dispositivo de inspección
visual y descargar materiales y montajes
desde la estación a un vagón vació
estacionado en el puerto.

29. 1. Banda transportadora: Mediante de ella es
posible comunicar los pallets y el material a
cada una de las estaciones de trabajo.
2. Pallets: Sirven para transportar el material a
maquinar de forma adecuada.

31. A continuación se enunciarán los sensores
encontrados en el proceso, por estación:
ST-2000 AUTOMATED STORAGE
1. Sensor ultrasónico del puerto de estacionamiento.
Es un sensor avanzada en la
detección de objetos, empleado para
percibir cuando un vagón se
encuentra sobre del estacionamiento
y enviar una señal a la estación de
control.

32. 2. Sensor de carrera
Este sensor es empleado para evitar que
el robot encargado de mover los
vagones choque contra el límite de los
ejes.
3. Sensor de posicionamiento
En el manipulador hay un pequeño
sensor que sirve para que el
manipulador se detenga en el lugar
determinado mediante el ordenador para
el movimiento de las pallets.

33. 4. Sensor de presión
Este sensor permite mandar una señal
a Control Station para saber que
celdas o células del ST-2000
Automated Storage se encuentran
ocupadas y si hay pallets disponibles.
5. Sensor magnético LS1
Este sensor se emplea para el
movimiento del robot transportador,
con el se definen las posiciones en las
cuales se colocarán las pallets y sirve
de limite para el eje x.

34. 6. Sensor magnético LS2
Al igual que el sensor LS1sirve para
fijar las posiciones en las cuales se
colocarán las pallets en el almacén
en sus desplazamientos por el eje x.
7. Sensor magnético LS3
De igual forma este es utilizado para
definir movimientos del robot en
conjuntos con los dos sensores
anteriores, encontrado en la parte
inferior de la estación y sirve como
límite de carrera inferior.

35. 8. Sensor inductivo de proximidad
Los sensores inductivos de proximidad
detectan objetivos metálicos en
aplicaciones de detección de posición. Al
mismo tiempo estos permiten tomar
lecturas sobre los sensores de código
binario de 5 bits para saber de que vagón
se trata y enviar esa información a la
estación de control.
9. Sensor inductivo de proximidad
(individual)
Este sensor indica si el vagón llegó o
salió del puerto de la estación, apoyado
por el sensor estacionado/movimiento
encontrado en cada vagón.

36. 10. Sensores de código binario de cinco
bits.
Encontrados en las parte superior de
cada vagón, estos permiten con ayuda
de un decodificador enviar el número
del vagón que se trata a la pantalla de
operación, y la operación a la que se va
a someter.
11. Sensor de estado
estacionado/movimiento (sensor de
proximidad)
Este sensor indica si el vagón llegó o
salió del puerto de la estación.

37. Cada uno de los vagones tienen sensores
diferentes, dependiendo de la operación que
se realizará con el material que contenga.
Los sensores envían una señal binaria que
al codificarse puede ser leída en la estación
de control como el vagón del cual se trata, y
el proceso que se requiere.

38. 14. Sensor de campo magnético para
cilindro neumático.
Este sensor es utilizado para la
compuerta en el torno CNC para tener
un control en la operación de apertura y
cerrado.
FMS-2101 FMS STATION
12. Sensores inductivos de proximidad
Al igual que en la estación anterior esta también cuenta con
este tipo de sensores cuyo funcionamiento y aplicación es
básicamente el mismo ayudando al brazo robótico a ingresar
el material al torno.
13. Sensor inductivo de proximidad
El mismo principio que el ya descrito en la primera estación.

39. .
19. Transductor neumático de presión.
Localizado en el brazo del robot, permite
saber si las dimensiones de la pieza
sujetada por el brazo son adecuadas para
la operación en el torno.

40. FMS-2101 FMS STATION
20. Sensores inductivos de proximidad
Al igual que en la estación anterior esta también cuenta con
este tipo de sensores cuyo funcionamiento y aplicación es
básicamente el mismo ayudando al brazo robótico a ingresar
el material a fresadora.
21. Sensor inductivo de proximidad
El mismo principio que el ya descrito en la primera estación.
22. Sensor de proximidad
Permite evitar el movimiento de
la herramienta rotatoria en caso
de que esta pudiera chocar.

41. 23. Transductor neumático de presión.
Localizado en el brazo del robot, permite saber si las
dimensiones de la pieza sujetada por el brazo son
adecuadas para la operación en la fresadora.

42. VI-2000 VISION STATION
24. Sensores inductivos de proximidad
Al igual que en la estación anterior esta también cuenta con
este tipo de sensores cuyo funcionamiento y aplicación es
básicamente el mismo ayudando al brazo robótico a ingresar
tomar la pieza para se visualizada por cámaras de control de
calidad.
25. Sensor inductivo de proximidad
El mismo principio que el ya descrito en la primera estación.

43. 26. Sensor de movimiento
Al costado de la cámara de encuentra un sensor de
movimiento que detecta cuando el robot toma la pieza a
visualizar para comenzar a capturar las imágenes para su
análisis de calidad.

44. 27. Sensor ultrasónico
Envía pulsos ultrasónicos de alta
frecuencia. Se compone de dos
piezoeléctricos y un transmisor y
receptor en forma de cilindros.
Cuando detecta que hay un
objeto lo recoge y lo lleva al
control de calidad.
28. Sensores piezoeléctricos
Ayudan al robot al transporte y
acercamiento

46.  Durante la operación
del robot pudimos ver
que este no cuenta
con sensores de
proximidad, por lo que
creemos necesario
instalar dichos
sensores en el brazo
del robot, para evitar
que este choque con
objetos cercanos.

47.  El ingeniero nos comento, que el brazo neumático
que se encuentra en el panel de almacenamiento
puede llegar a chocar con él, para evitar este tipo
de error, se colocara un sensor de proximidad en el
extremo del brazo.

48.  Este sensor se
encontraría en la
estación de visión, para
ser programado y reflejar
una imagen previamente
establecida para ver si
las condiciones de la
calidad de la pieza son
adecuadas o no, de esta
forma optimizaríamos el
tiempo en que el CIM
operaria.